Разработка метода формирования схем замещения для расчета токов короткого замыкания в сложных схемах тяговой сети

4. Разработка метода формирования схем замещения для расчета

токов короткого замыкания в сложных схемах тяговой сети.

Используя метод диакоптики [35] разделим всю систему электроснабжения электрифицированной железной дороги на две подсхемы.

1.  Сети энергосистемы СВЭ совместно с тяговыми подстанциями.

2.  Тяговые сети.

Участок трехфазной сети ЛЭП и тяговые подстанции заменим тензорами сопротивлений Z_L и Z_T , полученными путем тензорного преобразования системы фазных координат[26]:

 ,                                                   (2.1)

где Z_L - сопротивление ЛЭП току прямой последовательности,

                    Z_L=Z_L - Z_M                                                                                                                          (2.2)

        Z_L    - собственное сопротивление фазы ЛЭП;

        Z_М - взаимные междуфазные сопротивления, которые принимаются равными между

                всеми фазами.

Все сопротивления приведены к напряжению СТЭ. Аналогично

                     ,                                                    (2.3)

гдеZ_T - сопротивления фаз трансформатора.

          После этого, трехфазная схема замещения  может рассматриваться в качестве фиктивной схемы прямой последовательности и для нее используются известные методы расчета и оптимизации симметричных сетей.

     Следует отметить, что в схеме замещения ЛЭП и трансформаторах появляются токи нулевой последовательности от тяговой нагрузки, но падения напряжений от них равны нулю, и поэтому их можно не учитывать [25], [26].

     Установки поперечной емкостной компенсации (КУ) учитываем или проводимостями, или задающими токами. Особенность КУ в тяговой сети - несимметричное их исполнение, поэтому они представляются однофазными проводимостями или однофазными задающими токами. Несимметричные установки продольной емкостной компенсации (УПК) вместе с отсасывающими и питающими фидерами выделяем в отдельные многополюсники.

     Схема  замещения тяговой сети сложной схемы питания моделируется следующим образом. Формируется матрица соединений [М] ветвей тяговой сети. Она отражает в методе диакоптики [26] топологию подсоединения тяговой сети к системе внешнего электроснабжения. Особенности построения матрицы [M]  в системе тягового электроснабжения определяются подключением несимметричной тяговой сети к симметричной сети энергосистемы. Например, если два трехфазных узла соединены по одной фазе, например А, то матрица соединений формируется следующим образом:

[M]=

Для нашего случая:

[M] =

В соответствии с полученной матрицей [М] нумеруются узлы СТЭ. Все узлы тяговой сети продолжают нумерацию сети внешнего электроснабжения, но полученный таким образом номер умножается на три (система тягового электроснабжения принимается трехфазной). Номер узла присоединения тяговой подстанции к системе внешнего электроснабжения формируется как номер узла СВЭ (точка присоединения к СТЭ) умноженный на три (фаза С),

если присоединение к фазе В, то из полученного числа вычитается 1, если А – 2.

Пост секционирования моделируется фиктивной подстанцией, подключенной к СВЭ через большое сопротивление (порядка 10⁴ -10⁵ Ом). Аналогично моделируются все нагрузочные узлы тяговой сети.